(57)【要約】【課題】  表示機能を備えた小型の観察装置を提供すること。【解決手段】  接眼レンズと、対物レンズとを備え、対物レンズによって形成された物体の中間像を、接眼レンズによって観察する観察装置において、接眼レンズと対物レンズとを結ぶ光路上、または光路から分岐された光路上に設けられ、画像を表示する表示部と、接眼レンズと対物レンズとを結ぶ光路上で、かつ、対物レンズと物体の中間像が形成される位置との間に設けられ、対物レンズと接眼レンズとの間に光束を導くか、表示部と対物レンズとの間に光束を導くかを切り換える光路切換部と、光路切換部により表示部と対物レンズとの間に光束を導く場合に、表示部に画像を正立表示するか、倒立表示するかを切り換える画像切換部とを備える。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接眼レンズと、対物レンズとを備え、前記対物レンズによって形成された物体の中間像を、前記接眼レンズによって観察する観察装置において、
前記接眼レンズと前記対物レンズとを結ぶ光路上、または前記光路から分岐された光路上に設けられ、画像を表示する表示部と、
前記接眼レンズと前記対物レンズとを結ぶ光路上で、かつ、前記対物レンズと前記物体の中間像が形成される位置との間に設けられ、前記対物レンズと前記接眼レンズとの間に光束を導くか、前記表示部と前記対物レンズとの間に光束を導くかを切り換える光路切換部と、
前記光路切換部により前記表示部と前記対物レンズとの間に光束を導く場合に、前記表示部に前記画像を正立表示するか、倒立表示するかを切り換える画像切換部と
を備えたことを特徴とする観察装置。
【請求項２】
接眼レンズと、対物レンズとを備え、前記対物レンズによって形成された物体の中間像を、前記接眼レンズによって観察する観察装置において、
前記接眼レンズと前記対物レンズとを結ぶ光路上、または前記光路から分岐された光路上に設けられ、画像を表示する表示部と、
前記接眼レンズと前記対物レンズとを結ぶ光路上で、かつ、前記対物レンズと前記物体の中間像が形成される位置との間に設けられ、前記対物レンズと前記接眼レンズとの間に光束を導くとともに、前記表示部と前記対物レンズとの間に光束を導く光路分割部と、
前記表示部に前記画像を正立表示するか、倒立表示するかを切り換える画像切換部と
を備えたことを特徴とする観察装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の観察装置において、
ユーザが前記接眼レンズを介して前記物体の中間像を観察しているか、前記対物レンズを介して前記表示部が表示する前記画像を観察しているかを判別する判別部をさらに備え、
前記画像切換部は、前記判別部による判別結果に応じて、前記表示部に前記画像を正立表示するか、倒立表示するかを切り換える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の観察装置において、
前記観察装置の第１の面に配置され、ユーザ操作を受け付ける第１の操作部材と、
前記第１の面と対向する面に配置され、ユーザ操作を受け付ける第２の操作部材と、
観察状態において、前記第１の操作部材と前記第２の操作部材のうち、いずれの操作部材が前記観察装置の上面にあるかを検知する検知部と、
前記第１の操作部材と前記第２の操作部材のうち、前記検知部により前記観察装置の上面にあると検知された操作部材を有効とし、他方の操作部材を無効とする制御部と
をさらに備えたことを特徴とする観察装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の観察装置において、
前記観察装置の第１の面に配置され、ユーザ操作を受け付ける第１の操作部材と、
前記第１の面と対向する面に配置され、ユーザ操作を受け付ける第２の操作部材と、
前記画像切換部により前記表示部に前記画像を正立表示する場合には前記第１の操作部材を有効とするとともに前記第２の操作部材を無効とし、前記表示部に前記画像を倒立表示する場合には前記第２の操作部材を有効とするとともに前記第１の操作部材を無効とする制御部と
をさらに備えたことを特徴とする観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示機能を備えた観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、対物レンズによって形成された物体の中間像を、接眼レンズによって観察する望遠鏡などの観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、液晶技術などを用いた小型の表示装置が知られている。
【特許文献１】特許第３０７０４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した小型の表示装置を前述した観察装置に搭載して、情報の表示を行うことを考えた場合、装置が大型化するという問題がある。望遠鏡などの観察装置は、屋外などで使用する場合も多く、表示装置を搭載する場合には、携帯性を考えると小型化が望まれる。
本発明は、表示機能を備えた小型の観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の観察装置は、接眼レンズと、対物レンズとを備え、前記対物レンズによって形成された物体の中間像を、前記接眼レンズによって観察する観察装置において、前記接眼レンズと前記対物レンズとを結ぶ光路上、または前記光路から分岐された光路上に設けられ、画像を表示する表示部と、前記接眼レンズと前記対物レンズとを結ぶ光路上で、かつ、前記対物レンズと前記物体の中間像が形成される位置との間に設けられ、前記対物レンズと前記接眼レンズとの間に光束を導くか、前記表示部と前記対物レンズとの間に光束を導くかを切り換える光路切換部と、前記光路切換部により前記表示部と前記対物レンズとの間に光束を導く場合に、前記表示部に前記画像を正立表示するか、倒立表示するかを切り換える画像切換部とを備えたことを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載の観察装置は、接眼レンズと、対物レンズとを備え、前記対物レンズによって形成された物体の中間像を、前記接眼レンズによって観察する観察装置において、前記接眼レンズと前記対物レンズとを結ぶ光路上、または前記光路から分岐された光路上に設けられ、画像を表示する表示部と、前記接眼レンズと前記対物レンズとを結ぶ光路上で、かつ、前記対物レンズと前記物体の中間像が形成される位置との間に設けられ、前記対物レンズと前記接眼レンズとの間に光束を導くとともに、前記表示部と前記対物レンズとの間に光束を導く光路分割部と、前記表示部に前記画像を正立表示するか、倒立表示するかを切り換える画像切換部とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の観察装置は、請求項１または請求項２に記載の観察装置において、ユーザが前記接眼レンズを介して前記物体の中間像を観察しているか、前記対物レンズを介して前記表示部が表示する前記画像を観察しているかを判別する判別部をさらに備え、前記画像切換部は、前記判別部による判別結果に応じて、前記表示部に前記画像を正立表示するか、倒立表示するかを切り換えることを特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載の観察装置は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の観察装置において、前記観察装置の第１の面に配置され、ユーザ操作を受け付ける第１の操作部材と、前記第１の面と対向する面に配置され、ユーザ操作を受け付ける第２の操作部材と、観察状態において、前記第１の操作部材と前記第２の操作部材のうち、何れかの操作部材が前記観察装置の上面にあるかを検知する検知部と、前記第１の操作部材と前記第２の操作部材のうち、前記検知部により前記観察装置の上面にあると検知された操作部材を有効とし、他方の操作部材を無効とする制御部とをさらに備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の観察装置は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の観察装置において、前記観察装置の第１の面に配置され、ユーザ操作を受け付ける第１の操作部材と、前記第１の面と対向する面に配置され、ユーザ操作を受け付ける第２の操作部材と、前記画像切換部により前記表示部に前記画像を正立表示する場合には前記第１の操作部材を有効とするとともに前記第２の操作部材を無効とし、前記表示部に前記画像を倒立表示する場合には前記第２の操作部材を有効とするとともに前記第１の操作部材を無効とする制御部とをさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、表示機能を備えた小型の観察装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下では、本発明の観察装置の一例として、双眼鏡を用いて説明を行う。
本実施形態の双眼鏡１は、遠方の物体を観察するための「双眼鏡モード」と、眼疲労回復のための「眼疲労回復モード」と、後述する表示部に表示される画像を観察するための「ビューワーモード」とを有する。眼疲労回復モードは、眼疲労回復用の画像を使用して眼疲労回復動作を行うモードである。
【００１１】
双眼鏡１は、図１の上面外観図に示すように、電源ボタン２、双眼鏡のピント合わせに用いるフォーカスボタン３、前述した３つのモードを切り換えるスライドボタン４、各種設定に用いるモードボタン５、各モードにおける動作を開始または終了するスタート／ストップボタン６、不図示の電源部を備える。
また、双眼鏡１は、図２の下面外観図に示すように、三脚座１０１、画像切換スイッチ１０２、正立／倒立切換スイッチ１０３を備える。
【００１２】
また、双眼鏡１は、図３の内部構成図に示すように、左右対称で左右同一構成である左接眼レンズ７、右接眼レンズ８、左対物レンズ９、右対物レンズ１０、ピント合わせに関わる左フォーカスレンズ１１および右フォーカスレンズ１２、前述したフォーカスボタン３を介したユーザ操作と連動してフォーカスレンズ１１およびフォーカスレンズ１２を移動するフォーカスレンズ移動部１３、フォーカスレンズの移動量を検出する検出部１４、倒立像を正立像にする左正立プリズム１５および右正立プリズム１６を備える。
【００１３】
観察者がピント合わせを行うためにフォーカスボタン３を操作すると、フォーカスレンズ移動部１３はこれに連動して移動し、左フォーカスレンズ１１および右フォーカスレンズ１２は、矢印ａおよび矢印ｂの方向に移動する。
さらに、双眼鏡１は、図３の内部構成図および図４Ａの断面図に示すように、眼疲労回復用の画像を表示する左表示部１７および右表示部１８、左表示部用結像レンズ１９、右表示部用結像レンズ２０（不図示）を備えるとともに、左反射ミラー２１および右反射ミラー２２を備える。左表示部１７および右表示部１８は、小型液晶ディスプレイなどの表示器であり、左接眼レンズ７および右接眼レンズ８と左対物レンズ９および右対物レンズ１０とを結ぶ光路から分岐された光路上に設けられる。
【００１４】
また、左反射ミラー２１および右反射ミラー２２は、左接眼レンズ７および右接眼レンズ８と左対物レンズ９および右対物レンズ１０とを結ぶ光路上で、かつ、左対物レンズ９および右対物レンズ１０と左表示部１７および右表示部１８とを結ぶ光路上に設けられ、左右の光路を同時に切り換える光学素子である。図４Ａは、図３の双眼鏡１を矢印Ａの方向から見た図である。左反射ミラー２１は、不図示のミラー駆動部により、図４Ａに示すように、軸ａを中心に回転され、左接眼レンズ７の光軸上に出し入れ可能である。
【００１５】
図４Ｂに示すように、左反射ミラー２１を左接眼レンズ７の光軸上から退避させると、左対物レンズ９が左接眼レンズ７の光軸上に配置され、左対物レンズ９と左接眼レンズ７との間に光束が導かれることになる。このような配置は、双眼鏡モードの実行時に行われる。
一方、図４Ｃに示すように、左反射ミラー２１を左接眼レンズ７の光軸上に挿入させると、左表示部１７が左接眼レンズ７の光軸上に配置され、左表示部１７と左対物レンズ９との間に光束が導かれることになる。このような配置は、眼疲労回復モードおよびビューワーモードの実行時に行われる。
【００１６】
なお、上述した左反射ミラー２１の配置と同様に、右反射ミラー２２の配置も行われる。したがって、左反射ミラー２１および右反射ミラー２２を移動するだけで、各モードを簡単に切り換えることができる。また、主な光学系を双眼鏡使用時と共有することにより構成を簡単にすることができるので、装置の小型化やコストダウンが可能である。
さらに、双眼鏡１は、図３に示すように、左接眼レンズ７および右接眼レンズ８と左反射ミラー２１および右反射ミラー２２とを結ぶ光路上に設けられ、観察者により観察される像の位置を観察者の眼の光軸方向に移動変化する位置変更部３０を備える。位置変更部３０は、不図示のシフトレンズなどを備え、左接眼レンズ７および右接眼レンズ８を介して観察者により観察される像の位置を、観察者の眼の光軸方向に移動することができる。
【００１７】
図５は、双眼鏡１の制御ブロック図である。制御部３５は、図５に示すように、電源ボタン２、フォーカスボタン３、スライドボタン４、モードボタン５、スタート／ストップボタン６、画像切換スイッチ１０２、正立／倒立切換スイッチ１０３などの操作部材の状態を検知するとともに、検出部１４の状態も検知する。また、制御部３５は、左表示部１７および右表示部１８、左反射ミラー２１および右反射ミラー２２の不図示のミラー駆動部、位置変更部３０を制御する。
【００１８】
なお、左接眼レンズ７および右接眼レンズ８は、請求項の「接眼レンズ」に対応し、左対物レンズ９および右対物レンズ１０は、請求項の「対物レンズ」に対応する。また、左表示部１７および右表示部１８は、請求項の「表示部」に対応し、左反射ミラー２１、右反射ミラー２２、制御部３５は、請求項の「光路切換部」に対応し、制御部３５は、請求項の「画像切換部」、「判別部」に対応する。また、図１の上面外観図で説明した各操作部材は、請求項の「第１の操作部材」に対応し、図２の下面外観図で説明した各操作部材は、請求項の「第２の操作部材」に対応する。
【００１９】
以上説明した構成の双眼鏡１において、電源ボタン２がＯＮされると制御部３５はこれを検知し、スライドボタン４によりモードが設定され、スタート／ストップボタン６によりスタートが指示されるまで待機する。なお、ここで設定されるモードとは、前述した「双眼鏡モード」、「眼疲労回復モード」、「ビューワーモード」の何れかである。
スタートが指示されると、制御部３５は、設定されたモードに応じて各部を以下のように制御する。
（１）双眼鏡モード
双眼鏡モードが設定されると、制御部３５は、まず、位置変更部３０を、初期状態にする。そして、左反射ミラー２１および右反射ミラー２２を図４Ｂで説明したように、左接眼レンズ７および右接眼レンズ８の光軸上から退避させる。このように配置することにより、左対物レンズ９および右対物レンズ１０と左接眼レンズ７および右接眼レンズ８との間に光束が導かれ、観察者は遠方の物体を観察することができる。また、電源ＯＦＦの場合も上記と同じ状態となる。
（２）眼疲労回復モード
眼疲労回復モードが設定されると、制御部３５は、左反射ミラー２１および右反射ミラー２２を図４Ｃで説明したように、左接眼レンズ７および右接眼レンズ８の光軸上に挿入させて、左表示部１７および右表示部１８を左接眼レンズ７および右接眼レンズ８の光軸上に配置する。このように配置することにより、左表示部１７および右表示部１８と左対物レンズ９および右対物レンズ１０との間に光束が導かれる。
【００２０】
そして、制御部３５は、左表示部１７および右表示部１８に眼疲労回復用の画像を表示させる。なお、眼疲労回復用の画像とは、例えば、観察者が認知し易く、しかも視線の定まり易い位置（中心付近）に、視標（観察者の視線を集める対象）となる絵柄（例えば、飛行機、自動車など、前後移動可能なものの絵図）を含む画像が好ましい。なお、このような画像は、予め制御部３５内の不図示のメモリに記録されている。
【００２１】
そして、観察者がスタート／ストップボタン６を押すと、制御部３５は、位置変更部３０を介して、スタート位置（観察者のピントが合った位置）の前後方向に不図示のシフトレンズを所定の時間往復移動させる。このように不図示のシフトレンズを往復移動することにより、観察者は、意識的に観察される像にピントを合わせる様に、像に眼を追従させることになる。したがって、観察者の眼の毛様体筋の運動を促すことができる。
【００２２】
そして、所定の動作（例えば、予め定めた時間）を終了すると、制御部３５は、位置変更部３０をスタート位置に戻す。
（３）ビューワーモード
ビューワーモードが設定されると、上述した眼疲労回復モードと同様に、制御部３５は、左反射ミラー２１および右反射ミラー２２を図４Ｃで説明したように、左接眼レンズ７および右接眼レンズ８の光軸上に挿入させて、左表示部１７および右表示部１８を左接眼レンズ７および右接眼レンズ８の光軸上に配置する。このように配置することにより、左表示部１７および右表示部１８と左対物レンズ９および右対物レンズ１０との間に光束が導かれる。
【００２３】
そして、制御部３５は、左表示部１７および右表示部１８に画像を表示させる。なお、ビューワーモードにおいて表示する画像とは、ユーザにより指定される画像であり、予め制御部３５内の不図示のメモリに記録されていても良いし、不図示の画像取得部（着脱可能な記憶媒体、有線・無線による取得）により取得した画像でも良い。
ここまでに説明したように、双眼鏡モードにおいては、左対物レンズ９および右対物レンズ１０と左接眼レンズ７および右接眼レンズ８との間に光束を導き、接眼レンズ側から観察を行う。また、眼疲労回復モードおよびビューワーモードにおいては、左表示部１７および右表示部１８と左対物レンズ９および右対物レンズ１０との間に光束を導き、対物レンズ側から観察を行う。すなわち、ユーザは、モードに応じて双眼鏡１を持ち替えて、観察を行う。
【００２４】
例えば、図６に示すように、ネックストラップ６０を用いて、双眼鏡１を首からつり下げた状態で使用する場合、水平方向に持ち替えを行うことはできない。したがって、ネックストラップ６０と双眼鏡１との接続点ＡおよびＢを結ぶ直線を回転軸として、双眼鏡１を回転させて持ち替えを行うことになる。そして、このように持ち替えを行った結果、双眼鏡１を裏返すことになる。したがって、図２の下面外観図で示した操作部材が上面になるとともに、ユーザにより観察される画像は上下が逆になる。この状態で、前述した正立／倒立切換スイッチ１０３が押圧されると、制御部３５は、これを検知し、左表示部１７および右表示部１８に画像を倒立表示する。さらに、図１の上面外観図で説明した各操作部材を無効とする。このように、モードに応じて、双眼鏡１を裏返して使用する場合には、画像の正立／倒立を切り換えるとともに、上面にある操作部材を有効とし、下面にある操作部材を無効とする。
【００２５】
なお、眼疲労回復モードおよびビューワーモードにおいて、正立／倒立切換スイッチ１０３が押圧された場合に、上述した画像の正立／倒立切換および操作部材の選択的な制御を行う例を示したが、角度センサなど、双眼鏡１の状態を検知するセンサを設けて、このセンサによる出力に応じて、上述した画像の正立／倒立切換および操作部材の選択的な制御を行うようにしても良い。
【００２６】
また、図１の上面外観図および図２の下面外観図を用いて説明した操作部材は一例であり、それぞれのモードに応じて、適当な部材を適当な位置に配置するのが好ましい。
また、制御部３５による電気的な制御によって、画像の正立／倒立表示を切り換える例を示したが、表示部自体を回転あるいは反転させることによって、画像の正立／倒立表示を切り換えるようにしても良いし、光学系を用いて、画像の正立／倒立表示を切り換えるようにしても良い。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、対物レンズと接眼レンズとの間に光束を導くか、表示部と対物レンズとの間に光束を導くかを切り換えるとともに、表示部と対物レンズとの間に光束を導く場合に、表示部に画像を正立表示するか、倒立表示するかを切り換える。したがって、使い勝手の良い表示機能を備えた小型の観察装置を提供することができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、ユーザが接眼レンズを介して物体の中間像を観察しているか、対物レンズを介して表示部が表示する画像を観察しているかを判別し、判別結果に応じて、表示部に画像を正立表示するか、倒立表示するかを切り換える。したがって、ユーザによる使用形態に応じて、適切な表示を行うことができる。
また、本実施形態によれば、観察状態において、第１の操作部材と第２の操作部材のうち、何れかの操作部材が観察装置の上面にあるかを検知し、観察装置の上面にあると検知された操作部材を有効とし、他方の操作部材を無効とする。したがって、ユーザによる使用形態に応じて、より使い易い操作部材を実現することができる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、表示部に画像を正立表示する場合には第１の操作部材を有効とするとともに第２の操作部材を無効とし、表示部に画像を倒立表示する場合には第２の操作部材を有効とするとともに第１の操作部材を無効とする。したがって、ユーザによる使用形態に応じて、より使い易い操作部材を実現することができる。
なお、本実施形態では、モードに応じて光路を切り換えるために左反射ミラー２１および右反射ミラー２２を用いる例を示したが、左反射ミラー２１および右反射ミラー２２の位置にハーフミラーを備えるとともに、左右の対物レンズの外側または内側にシャッタを備えるようにしても良い。このハーフミラーは、請求項の「光路分割部」に対応する。
【００３０】
また、別の構成として、例えば、左反射ミラー２１および右反射ミラー２２の位置に、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）や透過型液晶などの透過タイプの表示器を備え、シャッタと組み合わせるようにしても良い。
また、本実施形態では、双眼鏡１を用いて説明を行ったが、接眼レンズおよび対物レンズを一つずつ備える望遠鏡など、別の観察装置に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態の双眼鏡１の上面外観図である。
【図２】本実施形態の双眼鏡１の下面外観図である。
【図３】本実施形態の双眼鏡１の内部構成図である。
【図４】本実施形態の双眼鏡１の断面図である。
【図５】本実施形態の双眼鏡１の制御ブロック図である。
【図６】ネックストラップについて説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  双眼鏡
２  電源ボタン
３  フォーカスボタン
４  スライドボタン
５  モードボタン
６  スタート／ストップボタン
７  左接眼レンズ
８  右接眼レンズ
９  左対物レンズ
１０  右対物レンズ
１１  左フォーカスレンズ
１２  右フォーカスレンズ
１３  フォーカスレンズ移動部
１４  検出部
１５  左正立プリズム
１６  右正立プリズム
１７  左表示部
１８  右表示部
１９  左表示部用結像レンズ
２０  右表示部用結像レンズ
２１  左反射ミラー
２２  右反射ミラー
３０  位置変更部
３５  制御部
５０  ホルダ
５１  バックライト
６０  ネックストラップ
１０１  三脚座
１０２  画像切換スイッチ
１０３  正立／倒立切換スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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